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中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
當(dāng)前國家和社會對環(huán)境保護(hù)要求不斷提高,特別是大氣環(huán)境的保護(hù),因此對火力發(fā)電廠的煙塵排放的要求也提升了一個新的高度。濕式電除塵技術(shù)在這種背景下實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用,為達(dá)到節(jié)能減排的目的,筆者在電氣設(shè)計(jì)中對相關(guān)電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
1.濕式電除塵技術(shù)概況
濕式電除塵器(Wet Eleetrostatic Pre-eipitator,簡稱WESP)擁有控制復(fù)合污染物的強(qiáng)大功能,它對微細(xì)的粉塵及煙氣中酸霧等的收集都是比較理想的。在國內(nèi),該技術(shù)處于迅速發(fā)展階段,現(xiàn)已有很多濕式電除塵器應(yīng)用于國內(nèi)燃煤電廠中,主要用于控制因新增脫硝設(shè)施和濕法脫硫設(shè)施而產(chǎn)生的煙氣煙羽及酸霧問題。濕式電除塵設(shè)施的主要除塵設(shè)備是恒流高壓直流電源。恒流高壓直流電源由恒流變換器和升壓整流系統(tǒng)組成,其基本原理電網(wǎng)輸入的交流正弦電壓,通過恒流變換器,轉(zhuǎn)換為交流正弦電流,經(jīng)升壓、整流后成為恒流高壓直流電源給電場供電。所謂恒流是指其電路特性,而并不是說系統(tǒng)的輸出電流無法改變。目前主要的高壓電源裝置有兩種形式,一種是工頻恒流高壓直流電源,一種是高頻恒流高壓直流電源。
2.高壓直流電源供電設(shè)計(jì)
(1)動力部分設(shè)計(jì)
濕式電除塵的工頻恒流高壓直流電源與高頻恒流高壓直流電源在供電方式上有一定的區(qū)別,工頻恒流高壓直流電源廠家通常會自帶電控柜,需要與配電室低壓柜并柜供電。而高頻恒流高壓直流電源的供電通常由電廠的PC段或MCC段的回路來直接供電,控制系統(tǒng)與高頻恒流高壓直流電源通常為一個整體放置在濕式電除塵的現(xiàn)場。
(2)控制部分設(shè)計(jì)
隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,火力發(fā)電廠中越來越多的設(shè)備開始采用DCS控制,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線監(jiān)測和控制,極大地降低了人力成本。濕式電除塵的高壓直流電源也適應(yīng)這一發(fā)展趨勢,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的狀態(tài)監(jiān)測和控制。高壓直流電源需要的I/O測點(diǎn)有:備妥信號反饋、運(yùn)行信號反饋、綜合報(bào)警信號反饋、油溫上限信號反饋、油溫上上限信號反饋、一次電壓反饋、一次電流反饋、二次電壓反饋、二次電流反饋、二次電流調(diào)節(jié)、啟動指令信號、停止指令信號、事故停止指令信號、變壓器溫度信號等。其中重要的指令和狀態(tài)信號應(yīng)采用硬接線的方式連接到DCS。其余信號可采用光纖通信。此外,高壓直流電源的隔離開關(guān)柜應(yīng)與濕式電除塵平臺的人孔門進(jìn)行安全連鎖,通過在人孔門處設(shè)置電磁鎖來實(shí)現(xiàn)安全的檢修和運(yùn)行。
3.低壓設(shè)備供電設(shè)計(jì)
濕式電除塵設(shè)施主要包含熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)、絕緣加熱系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)等設(shè)備,通常由新增的濕除380VPC段來供電。熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)包括密封風(fēng)機(jī)和空氣加熱器,可采用現(xiàn)場安放就地柜來配電控制。絕緣加熱系統(tǒng)主要包括絕緣子保溫桶內(nèi)的電加熱器,功率較小,可由PC段配電柜直接供電,也可現(xiàn)場安置就地柜。例如華電國際萊城電廠3號機(jī)組濕式電除塵即采用現(xiàn)場安置就地柜的形式對絕緣加熱系統(tǒng)進(jìn)行控制,節(jié)省PC段配電柜的空間。霧化系統(tǒng)主要包括霧化水泵及電動門等,霧化水泵一般為變頻控制,需要配備變頻器,宜采用就地柜配電控制的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。沖洗系統(tǒng)主要包括沖洗水泵,一般可能會利用原有脫硫系統(tǒng)中的沖洗水泵。檢修配電箱宜放置在設(shè)備較集中的平臺和放置高壓電源的平臺上。
4.照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)
濕式除塵器本體平臺上的照明燈具宜采用防水防塵防腐蝕燈具,光源宜采用節(jié)能型LED燈或金鹵燈,采用立管式安裝,固定在濕式除塵器本體平臺的欄桿側(cè)。照明配電箱宜放置在濕式電除塵的底部或中間的平臺上,炔可柚霉飪乜關(guān)或時控開關(guān),以達(dá)到節(jié)能的目的。局部層高低于2.2m的平臺宜設(shè)置安全低壓照明,采用24V或12V電源供電。在人孔門位置宜設(shè)置安全變壓器箱,作為移動巡檢提供安全電源,宜采用24V或12V供電,目前國內(nèi)發(fā)電廠普遍采用額定二次電壓12V的安全變壓器箱。
5.電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)
濕式電除塵工程設(shè)計(jì)中電纜一般采用阻燃型電纜,個別要求較高的地方還應(yīng)采用耐火電纜。由于濕式除塵器本體一般比較高,電纜主要的敷設(shè)方式應(yīng)以橋架為主,動力電纜與控制電纜分層布置。橋架敷設(shè)時有很大一部分是垂直敷設(shè),每隔2m做一次固定。不得用鐵絲直接捆扎電纜,宜采用尼龍?jiān)鷰Щ驍D塑金屬扎帶。電動機(jī)和明裝的照明箱、檢修箱、吊車開關(guān)、事故按鈕等設(shè)備的電纜端頭應(yīng)采用阻燃型金塑軟管進(jìn)行保護(hù)。
6.電纜防火設(shè)計(jì)
由于電廠防火要求較高,橋架宜采用托盤式橋架,并設(shè)置阻火段。阻火段除在橋架底部設(shè)置耐火隔板外,還應(yīng)在電纜上方密實(shí)堆放阻火包,然后在阻火包上方設(shè)置耐火隔板。另外,在鋼制橋架外表面應(yīng)涂刷鋼構(gòu)防火涂料兩遍,涂料厚度不小于1mm。在阻火段兩側(cè)不小于1m區(qū)域的電纜均涂刷防火涂料,涂刷厚度不小于1mm。所有電纜進(jìn)入盤、柜、屏、臺、箱的孔洞的分支處均宜采用有機(jī)和無機(jī)防火堵料相結(jié)合填充,有機(jī)堵料宜在電纜周圍填充并適當(dāng)預(yù)留。
7.防雷接地設(shè)計(jì)
濕式電除塵本體殼體與接地網(wǎng)連接點(diǎn)不得少于6個,接地電阻不大于1Ω。濕式電除塵整流變壓器接地端和濕式電除塵本體上的其他設(shè)備、管道等均需可靠接地。
結(jié)語
在環(huán)保要求日益提高的今天,通過對濕式電除塵電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)環(huán)保設(shè)施的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行,為治理大氣污染盡一份力。
1 國內(nèi)外一體化模式技術(shù)現(xiàn)狀
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展, 90 年代后期, 國內(nèi)電廠的自動化控制水平已經(jīng)接近或達(dá)到了國際先進(jìn)水平。近來一些控制廠家已將其分散控制系統(tǒng)(Dist ributed Control System 簡稱DCS) 由原來的機(jī)組級發(fā)展為全廠級, 即在DCS 上擴(kuò)展建立廠級通訊網(wǎng)絡(luò), 這為提高全廠的自動化水平, 滿足高層次的生產(chǎn)管理需要創(chuàng)造了條件。但是由于在基建階段沒有統(tǒng)一規(guī)劃, 大部分電廠的MIS 基本上沒有生產(chǎn)過程的實(shí)時數(shù)據(jù), 功能水平低下。盡管目前有的電廠在自行開發(fā)的MIS 與先進(jìn)的DCS 之間設(shè)立了一些接口聯(lián)系, 但這些接口完成的信息功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求, DCS 和MIS 之間仍然存在著一條不可逾越的鴻溝。如MIS 對DCS 干預(yù)太多, 則會影響自動控制的實(shí)時性和控制品質(zhì);反之DCS 中信息過多地進(jìn)入MIS , 同樣會使MIS 主次不分, 給管理決策帶來困難甚至誤導(dǎo), 使得生產(chǎn)管理者不能實(shí)時、全面、準(zhǔn)確地掌握電廠各機(jī)組的運(yùn)行狀況。總之國內(nèi)這種實(shí)時控制與信息管理不能有機(jī)融合的現(xiàn)狀己使得電廠管理水平低下, 生產(chǎn)效益停滯不前, 嚴(yán)重阻礙了電廠信息化的進(jìn)程。因此當(dāng)今在實(shí)時控制系統(tǒng)與MIS 之間建立起連接橋梁,去實(shí)現(xiàn)電廠實(shí)時控制和信息管理的一體化, 已是歷史發(fā)展的必然趨勢。
2 一體化集成系統(tǒng)概述
從國內(nèi)外一些現(xiàn)代化電廠的實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看, 當(dāng)今在傳統(tǒng)的DCS 與MIS 之間正在逐步形成一個重要的管理控制一體化層面。該層面為電廠生產(chǎn)運(yùn)營和實(shí)施提供一個內(nèi)部的堅(jiān)實(shí)而先進(jìn)的平臺, 這一帶有戰(zhàn)略意義的平臺, 必將傳統(tǒng)分離的管理系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)巧妙的集成在一起。它起著承上啟下的作用, 屬于以實(shí)時監(jiān)控為主, 同時兼有實(shí)時信息管理的作用。通過其計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)施, 即實(shí)現(xiàn)了各個控制系統(tǒng)的互聯(lián), 匯集了生產(chǎn)過程中大量的實(shí)時數(shù)據(jù)和信息, 為各種優(yōu)化和管理的需要提供了數(shù)據(jù)支撐, 又能在此基礎(chǔ)上, 在充分合理利用現(xiàn)有資源的前提下, 開發(fā)適合自己的優(yōu)化和管理系統(tǒng)。該層面類似于目前國內(nèi)重點(diǎn)研究的熱門課題―――電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)。
3 一體化集成系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)
該方案可以使中間的生產(chǎn)管理層的平臺與過程控制層中的單元機(jī)組DCS 、公用DCS 和配電網(wǎng)絡(luò)500 kV NCS (500 kV -network computer moni toringand cont rol system)實(shí)現(xiàn)雙向通訊。在生產(chǎn)管理層的平臺終端, 一方面用戶可以獲取DCS ,NCS 和公用DCS 系統(tǒng)的信息;另一方面上層的MIS 可以從該平臺獲取所有的機(jī)組的實(shí)時數(shù)據(jù)。另外中間層的平臺還可以接受電網(wǎng)的預(yù)測負(fù)荷曲線, 經(jīng)該平臺優(yōu)化后, 結(jié)合機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)性能, 去實(shí)現(xiàn)各機(jī)組的負(fù)荷最優(yōu)分配, 以獲取全廠最大的經(jīng)濟(jì)效益, 并可根據(jù)需要分別制定出實(shí)時優(yōu)化、短期優(yōu)化和中期優(yōu)化。為保證實(shí)時系統(tǒng)的安全性, 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)來的負(fù)荷曲線指令、中間層的平臺與上層的MIS 之間均采用單方向的數(shù)據(jù)通訊方式。同時,為了保障生產(chǎn)管理層中負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配系統(tǒng)實(shí)時安全性及其與NCS 通訊的可靠性, 其所需的來自MIS的數(shù)據(jù), 以及與NCS 和DCS 通訊所需的重要過程參數(shù)均通過獨(dú)立的I/O 接口實(shí)現(xiàn)。
這樣在一個大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中, 每個子系統(tǒng)的原始及在線數(shù)據(jù)都可為大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所用。因此也就可以最大程度的節(jié)省一次元件和使在線數(shù)據(jù)公用化,也是各子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)稱為大系統(tǒng)中各子系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù), 做到最優(yōu)化的、動態(tài)快速運(yùn)行及管理。
4 實(shí)現(xiàn)一體化集成系統(tǒng)的方案
4.1 硬件配置應(yīng)考慮的原則及軟件包設(shè)置方案
硬件配置應(yīng)考慮的原則:由于其中間的一體化平臺是全廠實(shí)時監(jiān)控和信息管理的中心, 其安全性應(yīng)放在首位, 建在該平臺中的實(shí)時數(shù)據(jù)庫容量要足夠大, 同時還應(yīng)冗余配置。除了對安全有較高的要求外, 對其與其它系統(tǒng)的通訊接口也要有較高的要求。另外由于整個系統(tǒng)有大量的信息交換, 為解決接口問題, 對于新建項(xiàng)目, 其設(shè)備均由同一制造商的設(shè)備, 由一定制造商統(tǒng)籌設(shè)計(jì)并供貨為宜。優(yōu)化軟件包總的設(shè)置原則:機(jī)組的實(shí)時優(yōu)化控制軟件一般安裝在DCS 的服務(wù)器或控制器上, 每臺機(jī)組一套;優(yōu)化管理軟件包包括能量管理、性能計(jì)算、優(yōu)化分析、設(shè)備管理軟件、應(yīng)安裝在實(shí)時監(jiān)控和信息管理層;而人事、財(cái)務(wù)、采購和辦公自動化等軟件安裝在經(jīng)營管理層。實(shí)時監(jiān)控和信息管理層、經(jīng)營管理層的軟件包全廠只設(shè)一套。
4.2 國內(nèi)的開況
國內(nèi)電廠目前由于受投資水平和管理水平的影響, 建議現(xiàn)階段最好是在自行開發(fā)的MIS 與先進(jìn)的DCS 之間引進(jìn)國外先進(jìn)的管理控制一體化產(chǎn)品,從而形成全廠自動網(wǎng)絡(luò)。但由于國外的大部分模塊是根據(jù)具體某電廠的實(shí)際需求開發(fā)出來的, 有的還在不斷的改進(jìn)與發(fā)展, 若要移到其它電廠的機(jī)組上, 就需要做大量的工作;且全部采用整套軟件價(jià)格昂貴, 如貝利公司的DM2000 和MCM2000 價(jià)格分別為1 萬美元和4 萬美元左右。所以在引進(jìn)時其合理的做法是在對其充分了解的基礎(chǔ)上, 還要對需業(yè)主完成的工作進(jìn)行充分的論證, 以避免不必要的浪費(fèi)。此種方式的應(yīng)用近幾年在國內(nèi)已有成功的經(jīng)驗(yàn)。而從長遠(yuǎn)發(fā)展來看, 在技術(shù)成熟的前提下由國內(nèi)自行開發(fā)管理信息系統(tǒng)是符合中國國情的一種行之有效的手段, 這樣既可以降低工程造價(jià), 又能滿足電廠的實(shí)際需求。此種一體化方式近幾年也有簡單的成功實(shí)例, 盡管其自動管理水平與國外先進(jìn)水平尚有不小的差距, 但畢竟為今后更好的實(shí)現(xiàn)管理控制一體化奠定了基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語
由上不難看出, 由國內(nèi)自行開發(fā)信息管理系統(tǒng)并與實(shí)時控制系統(tǒng)進(jìn)行接口的一體化方式具有廣闊的應(yīng)用前景, 除新建大型電廠可統(tǒng)一規(guī)劃外, 已建電廠均可進(jìn)一步開發(fā)管理信息系統(tǒng), 充分利用實(shí)時控制系統(tǒng)的大量在線數(shù)據(jù), 建立起適合本世紀(jì)信息化要求的一體化系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號:S856 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)07-0201-01
一、引言
火力發(fā)電是目前我國供電系統(tǒng)中一個很重要的部分,它在支撐我國用電方面起著很重要的作用,因此,有很多人開始關(guān)注火力發(fā)電中的各項(xiàng)技術(shù)。近年來,火力發(fā)電中的電氣自動化系統(tǒng)開始進(jìn)入人們的視線。火力發(fā)電廠中的自動化系統(tǒng)主要的功能在于將各個工作機(jī)械進(jìn)行精細(xì)的控制,將這些工作的電爐等一些機(jī)械協(xié)調(diào)一致,這樣工作才會更加的協(xié)調(diào),并且在進(jìn)行工作數(shù)據(jù)收集時更加的方便,更加的全面和完善,有了這種技術(shù),工作人員在工作時不僅僅可以更加的高效,而且可以更加的輕松,是一個雙贏的局面。在火力發(fā)電的過程中,電氣自動化技術(shù)有自己的特點(diǎn),比如信息化和網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn),這些特點(diǎn)在促進(jìn)電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展中都有著一定的優(yōu)勢。下面我們對火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。
二、火力發(fā)電廠廠用電氣自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀
1.火力發(fā)電廠廠用電氣自動化系統(tǒng)的基本功能
火力發(fā)電廠所使用的電氣自動化系統(tǒng)的基本功能是在監(jiān)視控制這一方面,通過監(jiān)視平時工作狀況下的所有事件,工作數(shù)據(jù)等,來對日常發(fā)電情況進(jìn)行及時的管理,避免出現(xiàn)各種工作失誤的情況出現(xiàn)。這種系統(tǒng)也是以數(shù)據(jù)信號反饋系統(tǒng)為輔助的,通過對一些例如電量日報(bào)表等數(shù)據(jù)的反饋,來對系統(tǒng)的日常工作進(jìn)行監(jiān)控和管理,爭取每一個環(huán)節(jié)都能在全自動的環(huán)境下做到準(zhǔn)確和零失誤,從而保證發(fā)電廠的工作正常運(yùn)行,例如,通過自動化系統(tǒng)中的計(jì)量功能來對發(fā)電廠的電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并且可以通過這個功能來對發(fā)電過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷并進(jìn)行及時的檢查和維修。除此之外,自動化系統(tǒng)對輔機(jī)耗電計(jì)算以及提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低機(jī)組廠用電率是有幫助的,電氣自動化系統(tǒng)在一定程度上加快了其對數(shù)據(jù)的計(jì)算,這就使得在計(jì)算過程中的用電率隨之降低。而且自動化系統(tǒng)減少了操作程序,不僅減少了設(shè)備的磨損程度,提高其經(jīng)濟(jì)性,而且也減少了其用電率。
2.火力發(fā)電廠廠用電氣自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)
火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)在于它的系統(tǒng)較為繁瑣,設(shè)備較多,在維修這個方面來說相對而言比較的困難。但是正是由于它的電氣元件比較多,就會使得它的設(shè)備的操作的頻率相對而言比較的低,這在一定程度上也是對裝置的一種保護(hù)。這種系統(tǒng)存在的優(yōu)勢就在于它是集電子技術(shù)和信息技術(shù)于一體的,這就使得在運(yùn)用這個系統(tǒng)的過程中,發(fā)電廠的發(fā)電效率大幅度提高,將資源最好的搭配組合,優(yōu)化配置,發(fā)電的成本也就隨之降低。
3.火力發(fā)電廠自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀
火力發(fā)電廠自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀就是在運(yùn)用了最新科技的基礎(chǔ)之上,不僅僅做到了對于電廠發(fā)電技術(shù)的自動化管理,也做到了電廠的信息化管理,并且可以將數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)進(jìn)行交換,實(shí)現(xiàn)信息的共享。目前我國的電廠自動化系統(tǒng)主要分為ECS、DCS、SIS、MIS 這四類,其中電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)ECS為主要系統(tǒng),它的工作方式主要是以分層的方式進(jìn)行監(jiān)控,它包括站點(diǎn)的控制層、間隔層、通信層組成,這三個層面分別進(jìn)行上中下的監(jiān)控,將這三個層面結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的監(jiān)控、收集和處,這個部分也是ECS的系統(tǒng)的核心。從不同的層次來看,通信層的主要任務(wù)在于完成間隔層面和站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換,而且對設(shè)備進(jìn)行邏輯控制。而間隔層主要是用來保護(hù)監(jiān)控裝置和設(shè)備的,保護(hù)監(jiān)控裝置在可以將數(shù)據(jù)與上層的控制層面進(jìn)行數(shù)據(jù)共享,從而共同完成工作任務(wù)。最終將處理完成的數(shù)據(jù)通過ECS系統(tǒng)與其他三個系統(tǒng)進(jìn)行交換,并且最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,全方面的進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控,做到發(fā)電技術(shù)的自動化。
三、火力發(fā)電廠廠用電氣自動化的發(fā)展趨勢
1.智能化技術(shù)的應(yīng)用
如今,我們生活在一個越來越智能化的社會,計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地得到發(fā)展,在火力發(fā)電的自動化系統(tǒng)中,雖然ECS系統(tǒng)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的操作方式,但仍然存在著一定程度上的缺陷,而如今,這種系統(tǒng)也慢慢的走向智能控制和智能管理。縱觀所有的系統(tǒng)發(fā)展來看,都開始向智能的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,以后除了現(xiàn)有的監(jiān)控這項(xiàng)技術(shù)以外,還將有諸如信息記錄,零失誤操作的功能出現(xiàn),這些功能會讓電廠的電氣自動化系統(tǒng)更加的完善,在運(yùn)用這個系統(tǒng)的過程中,也會減少問題的產(chǎn)生。系統(tǒng)往智能的方向發(fā)展,會使電氣自動化更趨于完美。
2.網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本上遍布地球上的每一個角落,不僅在人們的生活中,網(wǎng)絡(luò)起到了至關(guān)重要的作用,在我們身邊的工業(yè)化技術(shù)中,網(wǎng)絡(luò)也扮演著重要的角色。目前,工業(yè)化的以太網(wǎng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用,國外在大型的電力設(shè)備中都加入了嵌入式的以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。因此,從這個角度來看,網(wǎng)絡(luò)化將是以后電氣自動化技術(shù)的發(fā)展的方向。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的嵌入可以幫助火電廠實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的有效控制,并且做到各站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)交換安全,對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督,提高火力發(fā)電廠的工作效率,正確做到全方位的電氣自動化技術(shù)。
3.變換器電路的應(yīng)用
隨著電子元件的快速更新,變換器的電路也開始更新?lián)Q代,早期的變換器存在很多的問題,例如高次諧波等等,之后又PWM變換器解決了這些問題。但是后期發(fā)現(xiàn),PWM變換器會使點(diǎn)擊繞組產(chǎn)生很大噪聲和振動,因此,為了解決這一問題,研制出來最新的變化器,諧振式直流逆變化器。這種變換器解決了PWM變換器的噪聲和震動問題,并且保留了之前的優(yōu)點(diǎn),使得電子器件的損耗降到最低,并且減小尺寸,減低了成本。因此可以看出此種變換器具有很大的發(fā)展前途。
四、結(jié)語
通過上文對于火力發(fā)電廠廠用電氣自動化系統(tǒng)的介紹,我們知道了目前我國這種電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和它的一些基本功能和特點(diǎn)。并且也根據(jù)目前我國的電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展展望火力發(fā)電廠廠用電氣自動化的發(fā)展趨勢。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn),得出火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)仍然可以獲得進(jìn)一步的提升。希望科技的發(fā)展可以推動這一系統(tǒng)的不斷發(fā)展,為我國的火力發(fā)電廠提供最必要的技術(shù)保障。
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)針對巡檢工作實(shí)際需要及特點(diǎn),集成了巡檢路線自動識別、數(shù)據(jù)電子化記錄、工作狀態(tài)監(jiān)督、數(shù)據(jù)匯總報(bào)告等功能,并可與電力設(shè)備企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)無縫連接,有效的了解、檢查巡檢工作狀態(tài),提高了工作效率,具有低成本,輕便易操作,設(shè)備使用時間長等顯著優(yōu)點(diǎn)。
無線智能巡檢系統(tǒng)主要包含無線手持PDA,web網(wǎng)站、數(shù)據(jù)同步與更新、PDA端軟件。
2.1硬件
采用先進(jìn)的微電腦技術(shù),領(lǐng)先的無線數(shù)字通信處理手段,性能可靠,抗干擾能力強(qiáng),可以方便的與各類無線傳感器、變送器配合使用,實(shí)現(xiàn)便捷的(PDA)手持無線。
2.2軟件
Web網(wǎng)站主要是用來配置巡檢的基礎(chǔ)信息的。主要包括數(shù)據(jù)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、巡檢配置和系統(tǒng)配置。其中基礎(chǔ)配置包括專業(yè)配置、班次配置、部門配置、崗位配置、值別配置、參數(shù)配置、PDA參數(shù)配置、正常性判斷配置和常用數(shù)據(jù)配置。巡檢配置包括巡檢路線配置、巡檢區(qū)域配置和巡檢項(xiàng)配置。用戶在Web服務(wù)器端配置好數(shù)據(jù)后,可通過數(shù)據(jù)同步工具將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到手持式PDA。巡檢結(jié)束后,還可以通過數(shù)據(jù)同步工具把PDA內(nèi)的巡檢記錄導(dǎo)入到Web服務(wù)器端。
系統(tǒng)成果分析
3.1管理效益分析
1)通過智能無線巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用,為電廠管理層的決策提供真實(shí)、可靠的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù),為市場運(yùn)作下的企業(yè)提供科學(xué)、準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。
2)從管理角度來看,它為控制企業(yè)成本、為提高生產(chǎn)力提供重要而真實(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)又是以電廠的原有業(yè)務(wù)處理過程為依據(jù),將過去大量由人工處理的信息進(jìn)行集中存儲、自動處理,分類統(tǒng)計(jì)生成各種報(bào)表,充分利用計(jì)算機(jī)處理速度快的特點(diǎn)對信息進(jìn)行深加工。同時,通過數(shù)據(jù)的分析和比較,幫助管理者做出科學(xué)的、合理的決策方案。
4)管控一體化系統(tǒng)規(guī)范并優(yōu)化電廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程,有效地提高勞動生產(chǎn)率,通過對設(shè)備的科學(xué)管理和嚴(yán)格控制,增加設(shè)備使用壽命,提高設(shè)備可利用率,降低備品、材料成本,縮短檢修工期。
5)在全公司范圍內(nèi)形成資源共享,減少數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入重復(fù)分析,提高工作效率。對管理層提供方便靈活的綜合查詢功能及輔助決策功能,縮短了決策時間,以利于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)及時全面地得到企業(yè)的各種信息。
3.2安全效益分析
1)集中各單元機(jī)組的參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)信息,不同運(yùn)行、檢修崗位都可以同過系統(tǒng)查看到設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),能夠了解全廠機(jī)組發(fā)電運(yùn)行狀況,對意外情況迅速做出反映。從而加強(qiáng)各崗位、部門之間的協(xié)作能力,保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2)方便了領(lǐng)導(dǎo)對巡檢過程的監(jiān)督和管理。廠領(lǐng)導(dǎo)在辦公室內(nèi)通過平臺可以看到巡檢情況,對各機(jī)組及輔機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視、分析和判斷,并做出決策,指揮機(jī)組運(yùn)行。對生產(chǎn)起到更高層的安全監(jiān)督作用。
3.3經(jīng)濟(jì)效益分析
通過智能數(shù)字化無線巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化了人力、設(shè)備等資源的配置,降低管理成本。日常辦公費(fèi)用降低。智能數(shù)字化無線巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用改善了企業(yè)員工辦公事務(wù)處理的方式,系統(tǒng)內(nèi)公文與信息的流轉(zhuǎn),提高了工作效率,筆墨紙張、打印復(fù)印、分發(fā)反饋等等項(xiàng)目開支逐漸減少,降低了辦公費(fèi)用,帶來明顯的效益。
生產(chǎn)成本降低。智能數(shù)字化無線巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用,加強(qiáng)了電力企業(yè)設(shè)備運(yùn)行管理能力,提高設(shè)備運(yùn)行可靠性;使消除設(shè)備缺陷的消缺率、及時性大幅提高,并全面規(guī)范檢修管理,極大的提高設(shè)備健康水平,直接和間接的提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)踐表明:在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,發(fā)電機(jī)組的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和可調(diào)性有了大幅的提高;經(jīng)統(tǒng)計(jì)該系統(tǒng)使用后,生產(chǎn)辦公用品、材料費(fèi)用每年共計(jì)可節(jié)約四萬八千元以上。
3.4社會效益分析
積極響應(yīng)國家關(guān)于鼓勵技術(shù)創(chuàng)新的政策,以生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的電能為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變,降低發(fā)電成本和檢修成本、優(yōu)化工作流程,提高發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。同時又培養(yǎng)和鍛煉一批掌握先進(jìn)管理理論及思想、掌握先進(jìn)信息技術(shù)及工具的高級管理人才,促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)更長遠(yuǎn)的更大的發(fā)展。
4結(jié)論
通過“智能數(shù)字化無線巡檢系統(tǒng)”的建設(shè)與實(shí)施,徐州華美坑口環(huán)保熱電有限公司實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行管控一體化的目標(biāo)。
1)通過統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺整合企業(yè)內(nèi)部資源,加強(qiáng)了各部門間工作的協(xié)同性,使各崗位工作職責(zé)更加明確,管理更為細(xì)致有效,明顯提高了全廠員工的工作效率,降低了工作成本。
2)消除管理層的信息孤島現(xiàn)象,管理者可以在辦公室里監(jiān)測到生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)情況及報(bào)警信息,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的動態(tài)監(jiān)督;并可以利用系統(tǒng)對現(xiàn)場取得的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、分析,為制定科學(xué)的生產(chǎn)經(jīng)營策略、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。
前言
隨著很多電廠的生產(chǎn)規(guī)模不斷增加,化學(xué)水處理系統(tǒng)的作用也越來越重要,控制系統(tǒng)也變得越來越復(fù)雜。對于電廠的化學(xué)水系統(tǒng)而言,相對集中的綜合化控制模式將是未來發(fā)展的趨勢。使用這樣的控制系統(tǒng)可以使得電廠減員增效,提高企業(yè)的生產(chǎn)效益,確保電廠的安全生產(chǎn),全面提升電廠的自動化水平。
1、電廠目前化學(xué)水系統(tǒng)現(xiàn)狀
1.1分類情況
大部分電廠按系統(tǒng)功能一般包括:凈水預(yù)處理、反滲透預(yù)脫鹽、鍋爐補(bǔ)給水處理、凝結(jié)水精處理、汽水取樣監(jiān)測分析、化學(xué)加藥系統(tǒng)、綜合水泵房、循環(huán)水加氯、廢水及污水處理等系統(tǒng)。許多電廠因?yàn)樵|(zhì)差別或設(shè)計(jì)的要求不一,沒有凈水或反滲透或廢水處理等系統(tǒng)。
1.2生產(chǎn)管理體制狀況
傳統(tǒng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括了中控室,并配有專門的運(yùn)行人員。由于控制的設(shè)備比較多而且分布的區(qū)域分散,使維修和巡檢的工作量非常大。由于化學(xué)儀表的更新和發(fā)展速度快,而儀表操作和技術(shù)人員水平低,具有的責(zé)任心相對不足,除此之外,進(jìn)口的儀表缺乏一定的備件等問題,造成了分析儀表準(zhǔn)確率低等問題。
1.3結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
(1)落后的繼電器控制方式
有很多電廠是在20世紀(jì)70、80年資興建的,每個化學(xué)水子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都比較簡單,而且監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測范圍比較小。順控的方式比較落后,因此。可以獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息量非常少,設(shè)備也非常容易損壞,也給運(yùn)行和維護(hù)帶來很大難度。
(2)小型PLC和盤操共存模式
到了20世紀(jì)90年代中初期,經(jīng)過多年的發(fā)展和進(jìn)步,PLC技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,并且被電廠的順控領(lǐng)域所廣泛的應(yīng)用,電廠的監(jiān)測設(shè)備控制也由手動方式轉(zhuǎn)換為自動方式。但由于當(dāng)時技術(shù)條件和水平的限制,采用的上位機(jī)速度也不快,監(jiān)控軟件的畫面非常的單一,獲取的信息量也比較少,缺乏信號報(bào)警等高級功能。
有的電廠開始采用在線儀表自動加藥裝置,取得了很好的效果,但存在著一些問題。例如,網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)的擴(kuò)展性能較差,儀表維護(hù)起來很困難。因此,這種控制設(shè)備使得監(jiān)測信息不足,造成了儀表的應(yīng)用混亂等不良影響,使得運(yùn)行和維護(hù)的工作量仍然很大。
(3)化學(xué)水子系統(tǒng)的2級控制模式
到了20世紀(jì)90年代中后期,由于前期的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累,研究人員不斷的改進(jìn)和提高,控制系統(tǒng)逐步改進(jìn)和完善,成為2級控制結(jié)構(gòu),包括CRT與PLC控制。很多原有電廠開始進(jìn)行改造,將原有的控制系統(tǒng)改造為全CRT監(jiān)控、PLC熱備的雙層結(jié)構(gòu)。這種組合的監(jiān)控方式對電廠的化學(xué)水處理有很多益處,極大地提高了電廠處理的自動化水平,但仍存在著一些問題,例如自動功能組沒有達(dá)到合理和完善,化學(xué)水處理的每個子系統(tǒng)比較分散等缺點(diǎn),對于達(dá)到減員增效的實(shí)際效果是很不利的。
2、化學(xué)水控制系統(tǒng)的改進(jìn)發(fā)展
2.1主機(jī)DCS擴(kuò)容和輔機(jī)DCS發(fā)展的影響
隨著主機(jī)DCS的發(fā)展需要,應(yīng)用范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)范圍進(jìn)行了擴(kuò)展, DEH及電氣保護(hù)等系統(tǒng)都得到了應(yīng)用。從投資、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等多個過程來看,對于化學(xué)水控制系統(tǒng)來說,不宜進(jìn)入主機(jī)DCS。從主機(jī)DCS設(shè)計(jì)的原則上來說,化學(xué)水處理的子系統(tǒng)I/O和CRT畫面已經(jīng)超出了合理的范圍,容易造成整機(jī)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)成本和造價(jià)過高的問題,并對主機(jī)DCS形成安全威脅。
輔機(jī)DCS發(fā)展也不能從根木上解決化學(xué)水系統(tǒng)的問題。化學(xué)儀表就是一個很難解決的問題,在線工作的準(zhǔn)確率和可靠性就是最大的障礙,除此之外,化學(xué)水處理系統(tǒng)的功能組還沒有達(dá)到合理的完善,因此,仍需專業(yè)人員定時巡檢設(shè)備,進(jìn)行設(shè)備的啟停和加藥、等一系列工作。可見,化學(xué)水系統(tǒng)仍需作為一個獨(dú)立的集控區(qū)存在。
2.2新的機(jī)制改革的沖擊
目前,隨著電廠改革的不斷深入,電廠要求要改變傳統(tǒng)的值班及維護(hù)方式,向單元集中控制方向發(fā)展。電廠的檢修也改變了原有的招標(biāo)方式,一切進(jìn)行外委。隨著電力工業(yè)的不斷,要求電廠要達(dá)到安全滿發(fā)的目標(biāo),還要合理的降低電廠設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用,縮短設(shè)備等的檢修時間,提高生產(chǎn)設(shè)備的使用年限,科學(xué)有效的使用電廠的資源,大幅提高效率。電廠為適應(yīng)發(fā)展的要求,進(jìn)行化學(xué)水綜合控制是較為經(jīng)濟(jì)合理的。
3、化學(xué)水綜合控制系統(tǒng)是發(fā)展的有效選擇
3.1化學(xué)水綜合化控制可達(dá)到完善的控制工藝
(1)控制工藝
原有的化學(xué)水處理各系統(tǒng)的可控設(shè)備采用的設(shè)計(jì)不夠合理,因此,要在改造工藝上進(jìn)行創(chuàng)新,可以選擇增加電動門或氣動門的方式,完善各個子系統(tǒng)以及它們之間的聯(lián)系和功能。
(2)加藥工藝
原有的加藥點(diǎn)和加藥方式設(shè)置的不夠合理,需要進(jìn)行很好的改進(jìn),可以采用先進(jìn)的自動加藥裝置,統(tǒng)一進(jìn)入PLC進(jìn)行控制加藥,提高自動加藥水平。
(3)監(jiān)測參數(shù)
重新按綜合系統(tǒng)考慮各子系統(tǒng)測點(diǎn)及監(jiān)測參數(shù)的合理性、可靠性及準(zhǔn)確性,優(yōu)化國產(chǎn)和進(jìn)曰儀表的使用,使化學(xué)水系統(tǒng)在線監(jiān)測的工藝參數(shù)可靠而經(jīng)濟(jì)。
3.2通信網(wǎng)絡(luò)的適用性
各PLC廠商為適應(yīng)未來聯(lián)網(wǎng)需要,開發(fā)出具有多種解決方案的網(wǎng)絡(luò)模式,可根據(jù)電廠各化學(xué)水系統(tǒng)的不同,進(jìn)行相應(yīng)的綜合化控制配置方案。對各化學(xué)水子系統(tǒng)不同廠商的PLC產(chǎn)品和相應(yīng)的通信協(xié)議,可采用網(wǎng)關(guān)技術(shù)或?qū)S靡蕴W(wǎng)卡進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),將化學(xué)水集控化;針對各子系統(tǒng)采用同一家PLC廠商的產(chǎn)品,通過廠家局域網(wǎng)的方式,使化學(xué)水集中化。
3.3控制系統(tǒng)具有較高的安全性
[中圖分類號]P461 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1009-5349(2016)22-0142-02
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們生活水平的提高,導(dǎo)致生活用電在電力系統(tǒng)中所占比例加大,使電力負(fù)荷成為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中比較重要的指標(biāo)之一,所以研究電力負(fù)荷的特征及其變化規(guī)律是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的首要條件。為此, 我們研究電力負(fù)荷的變化特征及其與氣象條件的關(guān)系是非常必要的、有的放矢地提供專業(yè)氣象服務(wù),對電力部門提高用電率、節(jié)能、合理安排調(diào)度有著重要意義。
一、電力負(fù)荷季節(jié)變化特征
通過對長春市2012―2013年電力負(fù)荷資料分析發(fā)現(xiàn),電力負(fù)荷呈現(xiàn)季節(jié)性變化。從圖1可以看出,最顯著的電力負(fù)荷高峰在冬季,這是由于長春市冬季天氣寒冷,供熱時間長,用于取暖的耗電量也相應(yīng)增加。電力負(fù)荷在夏季為次高峰期,比春秋季節(jié)的電力負(fù)荷稍高,主要是由于7月份氣溫升高,空調(diào)、風(fēng)扇等制冷降溫設(shè)備被大量使用,電力負(fù)荷有所增加。所以說冬季供暖和夏季制冷產(chǎn)生的電力負(fù)荷,直接導(dǎo)致了電力消耗的季節(jié)變化。
二、電力負(fù)荷的月變化特征
分析比較兩年的電力負(fù)荷可以看出(圖2):長春市電力負(fù)荷月變化特征。1月至2月期間負(fù)荷的變化趨勢,與春節(jié)所在月份和時間有關(guān)。2012年和2013年的春節(jié)分別在1月22日、2月9日,主要受法定節(jié)日電負(fù)荷顯著偏低的影響,2013年1月份的負(fù)荷下降趨勢最明顯。3月份電力負(fù)荷都是第二高峰值,主要與春節(jié)假期后,生產(chǎn)性負(fù)荷恢復(fù)有關(guān)。從10月份開始,隨著氣溫的逐漸降低,供熱負(fù)荷增加,電力負(fù)荷有增長的趨勢。2012年12月年負(fù)荷明顯高于2013年12月,其主要原因就是2012年12月份氣溫比2013年同期偏低,2012年12月份的平均氣溫-16.7℃,2013年12月份的平均氣溫分別為-11.2℃,這說明冬季氣溫的變化嚴(yán)重影響了負(fù)荷的變化。從圖中可以看出兩年11月份的電力負(fù)荷十分接近,2012年11月份的月平均氣溫為-4.9℃,2013年11月份的月平均氣溫為-0.8℃,其主要原因就是年增長的電力負(fù)荷與由于低溫所增加的電力負(fù)荷相抵。春季,隨著氣溫的日漸升高,電力負(fù)荷有所下降。進(jìn)入炎熱的夏季,氣溫進(jìn)一步升高,使電力負(fù)荷較春季有所增加。這主要與夏季不時有高溫、悶熱天氣出現(xiàn),空調(diào)、風(fēng)扇等制冷設(shè)備的大量使用有關(guān),兩年8月份的趨勢差異很大,除了氣溫的變化外,其它原因還需要進(jìn)一步分析。秋季溫度適宜,用電量與夏季相比較低。
從兩年的逐月電力負(fù)荷變化可以看出電力負(fù)荷月變化與天氣和氣候特征有明顯的關(guān)系。
三、電力負(fù)荷的周變化特征
在一周中日平均負(fù)荷也具有顯著的變化特征。如圖3所示,我們能清楚看出兩年的周逐日變化曲線較為趨近,從周一至周五負(fù)荷變化相對較高且平緩,而周六和周日大部分單位停產(chǎn)休息,因此與前五天相比周六日負(fù)荷明顯降低,特別是周日負(fù)荷降低的更為明顯。這一特點(diǎn)在預(yù)測和分析氣象條件對負(fù)荷的影響時必須考慮到。
四、電力負(fù)荷的日變化特征
日出而作、日落而息。日出日落時間和作息時間對電力負(fù)荷都有顯著的影響。日負(fù)荷曲線呈M型。各季節(jié)電力負(fù)荷的日變化均呈現(xiàn)出兩個峰值的特征,但不同季節(jié)最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間略有不同。
電力負(fù)荷的逐時變化特征。從圖4可以看出長春市2012年和2013年兩年逐時平均電力負(fù)荷大體上是一致的。在一天之中,0:00―5:00這段時間電力負(fù)荷變化不大,03:00達(dá)到了低谷,并達(dá)到了一天中的最低值。這是因?yàn)殡S著傍晚的到來,大部分工廠企業(yè)生產(chǎn)活動和居民生活耗逐漸減少,夜間進(jìn)入休息狀態(tài)。2012年的逐時平均最低電力負(fù)荷為1415Mw,2013年的逐時平均最低電力負(fù)荷為1532Mw。05:00之后,隨著人們的活動逐漸增多,長春市電力負(fù)荷迅速波動上升。尤其是06:00―07:00生活起居用電增加,電力負(fù)荷曲線上升。08:00―11:00電力負(fù)荷曲線明顯上升并達(dá)到第一個峰值,因?yàn)檫@段時間為人們工作時間,工廠企業(yè)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn),開始生產(chǎn),也為工作用電;11:00―13:00為午休時段,部分生產(chǎn)活動停止,這就造成了電力負(fù)荷的小幅下降;隨著午休結(jié)束、工作的開始,電力負(fù)荷也相應(yīng)上升。在工作時間,上午(8:00―11:00)的平均電力負(fù)荷為2070Mw,下午(13:00―16:00)的平均電力負(fù)荷為2054Mw,上午的電力負(fù)荷略高于下午的電力負(fù)荷。17:00―20:00電力負(fù)荷出現(xiàn)一天中最大的峰值,這是由于這段時間除了生產(chǎn)用電外,人們的休閑活動也增加了生活用電,這也是一天中用電負(fù)荷最大的時段;之后隨著夜晚的來臨,各種生產(chǎn)及活動的逐漸減少, 20:00后城市用電量迅速下降。
五、節(jié)假日期間電力負(fù)荷特征
(一)春節(jié)期間電力負(fù)荷變化特征
春節(jié)是最隆重、最長的節(jié)日,從圖5可以看出,從春節(jié)前一周,長春平均電力負(fù)荷迅速下降,主要是春節(jié)期間,工廠停止生產(chǎn)、企事業(yè)單位放假,生產(chǎn)負(fù)荷降低。春節(jié)期間,電力負(fù)荷曲線的峰谷值出現(xiàn)在初二,之后電力負(fù)荷開始增加。在春節(jié)過后第一周前后,負(fù)荷上升十分明顯。直到春節(jié)后兩星期左右負(fù)荷趨于平穩(wěn),整體呈現(xiàn)漏斗狀分布。除夕前一天日平均電力負(fù)荷為41140Mw,與之前幾天的電力負(fù)荷相比有所降低,但仍于正常水平相對持平。之后,隨著春節(jié)節(jié)日到來,企事業(yè)單位生產(chǎn)和辦公負(fù)荷逐步減少,電力負(fù)荷日漸下降。正月初二日平均電力負(fù)荷降至春節(jié)期間最低值為35534Mw,比之前正常負(fù)荷水平約下降了14%。初三開始電力負(fù)荷開始回升。正月初七機(jī)關(guān)事業(yè)單位恢復(fù)正常上班,但由于企業(yè)工廠還沒有完全恢復(fù)正常生產(chǎn),電力負(fù)荷仍然處于較低水平。正月十三日平均電力負(fù)荷達(dá)到46681Mw左右,基本回落到春節(jié)前負(fù)荷值。
(二)清明、五一、端午、十一的電力負(fù)荷特征
從資料分析中可以看出五一、清明、端午和十一法定假期期間,特別是放假前期,電力負(fù)荷均有所減小,但減小的幅度不大。
六、結(jié)論
綜上所述,長春市的電力負(fù)荷有明顯的變化規(guī)律。其中季節(jié)變化、月變化及日變化等與氣象條件有明顯相關(guān)性的特點(diǎn)。
(一)季節(jié)變化
冬季負(fù)荷最高,夏季負(fù)荷稍高于春秋季節(jié)。
(二)月變化
1月份氣溫最低,供熱負(fù)荷增加,冬季負(fù)荷最多,春節(jié)所在的月份,負(fù)荷明顯減少。4―6月份氣溫回升,負(fù)荷開始減少,7月份盛夏炎熱,空調(diào)制冷設(shè)備使用,為夏季負(fù)荷最多的月份;8月份天氣涼爽,負(fù)荷較7月有所減少;9―10月氣溫適宜,負(fù)荷變化較平穩(wěn)。11―12月份,隨著氣溫的逐漸降低,供熱負(fù)荷增加顯著。
(三)周變化
周變化和特征與工作日和休息日有關(guān)。一般周一到周五即工作日時負(fù)荷大;周六和周日雙休日時負(fù)荷比工作日的負(fù)荷小很多。
(四)日變化
受生活起居和作息時間的影響,白天高,夜間少,一天有兩個高峰,負(fù)荷呈M型。1―5點(diǎn)負(fù)荷為全天最小,5:00以后負(fù)荷呈上升趨勢,到11:00左右達(dá)到第一個高峰負(fù)荷,中午休息時間略有減少,下午負(fù)荷高于中午呈上升趨勢,直到18:00左右達(dá)到第二個高峰負(fù)荷,20:00以后負(fù)荷逐漸減小,但不同季節(jié)最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間略有不同。
(五)節(jié)日變化特征
春節(jié)期間電力負(fù)荷變化比較明顯。春節(jié)前期負(fù)荷高,春節(jié)期間負(fù)荷低,春節(jié)后期負(fù)荷增加。其他法定假日,特別是放假前期,電力負(fù)荷均有所減小,但減小的幅度不大。
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電網(wǎng)遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視水平具有重要的作用。在實(shí)際運(yùn)行過程中,由于受到多方面因素的影響,自動化系統(tǒng)往往會出現(xiàn)故障,為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,需要及時對故障進(jìn)行排查和處理。
1 遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的組成
就其構(gòu)成來看,遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)主要包括以下三個組成部分,它們是相互聯(lián)系,密不可分的整體,統(tǒng)一于整個系統(tǒng)當(dāng)中,在系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。(1)調(diào)度端設(shè)備。它包括通信處理機(jī)、調(diào)度工作站、歷史信息服務(wù)器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、附屬設(shè)備。(2)通道設(shè)備。其主要構(gòu)成部分包括光通信機(jī)、光中繼機(jī)、光纖等等。(3)站端設(shè)備。主要包括前置機(jī)、后臺機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、附屬設(shè)備等等。這三個部分共同組成了遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng),它們?nèi)呦嗷ヂ?lián)系,共同在系統(tǒng)的中發(fā)揮著重要的作用。由于現(xiàn)在的設(shè)備多為獨(dú)立模塊,因此當(dāng)故障發(fā)生的時候,應(yīng)該對模塊進(jìn)行及時更換,這就要求能夠?qū)收线M(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,以便更好更換模塊,處理故障。
2 遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)故障現(xiàn)象及發(fā)生部位判斷
(1)故障現(xiàn)象。遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的故障有多種類型,主要包括遠(yuǎn)動機(jī)故障、遙信故障、遙測故障、遙控返校超時故障,這些故障的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的運(yùn)行,必須采取相應(yīng)的措施處理,使系統(tǒng)更好的運(yùn)行和工作。(2)故障發(fā)生部位診斷。掌握故障的發(fā)生部位是進(jìn)行故障維修的前提。一般來說,故障的發(fā)生部位主要在調(diào)度端設(shè)備、通道設(shè)備、站端設(shè)備,在實(shí)際工作中,要掌握正確的診斷方法,正確判斷故障所在部位,以便進(jìn)行維修。
3 故障排查處理方法
為了對故障進(jìn)行更好的排除,在實(shí)際工作中必須掌握科學(xué)的方法,以提高工作效率,保障系統(tǒng)更好的運(yùn)行。具體來說,故障排除處理方法包括以下幾種。(1)系統(tǒng)分析法:該方法是利用系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性和綜合性原理來判斷故障的。在使用系統(tǒng)分析法之前,應(yīng)該全面了解自動化系統(tǒng),熟悉其工作原理,組成,作用等等,只有了解子系統(tǒng)或者設(shè)備的作用,當(dāng)故障發(fā)生的時候,才能較為準(zhǔn)確的判斷故障的所在。(2)排除法:排除法的使用很簡單,就是運(yùn)用非此即彼的方式。遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)比較復(fù)雜,并且它還與變電站的一、二次設(shè)備有關(guān)聯(lián),所以,可以運(yùn)用排除法,判斷是自動化系統(tǒng)存在問題,還是其它設(shè)備存在問題。例如,在對斷路器進(jìn)行遙控操作的時候,如果調(diào)度端顯示返校正確,但斷路器沒有正常變位,針對這種情況,如果主站和通道是正常的,那么故障就出現(xiàn)在變電站。但排除法不是絕對的準(zhǔn)確,只有經(jīng)驗(yàn)豐富的人員才能做出正確的判斷。(3)觀察法:觀察各設(shè)備模塊的燈光指示是否正確,通道監(jiān)控是否有警報(bào),后臺機(jī)數(shù)據(jù)是否正常,前置機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是否正常,如果出現(xiàn)不正常情況,就可以從裝置入手,查找故障。(4)信號檢測法:對于有些故障,如果采用觀察法不能準(zhǔn)確的判斷出來,可以利用信號檢測法對此進(jìn)行處理。一般使用得較多的是萬用表,具體的操作步驟如下所示:使用萬用表測量前置機(jī)后面端子排上接收端與接地端的電壓,如果情況正常,電壓值應(yīng)該在0.2—2V左右,并且處于不斷變化的情況。發(fā)送端與接地端的電壓,一般為2V左右,并且在8s左右它會發(fā)生一次較大幅度的變化。(5)替換法:在實(shí)際工作中,如果采用上述方法能夠找到故障,但是發(fā)生故障的設(shè)備非常復(fù)雜,在短時間內(nèi)難以對此進(jìn)行修復(fù),這時候可以采用替換法進(jìn)行故障處理。使用備用件進(jìn)行更換,使整個系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,然后再返廠,將故障設(shè)備修復(fù)。
4 故障排查處理的一般程序
在故障排查處理過程中,掌握相應(yīng)的方法是必須的,但是,在掌握方法的前提下,還必須按照相應(yīng)的程序進(jìn)行故障處理,只有這樣,才能提高故障處理效率,保證系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。
(1)觀察分析:在故障出現(xiàn)之后,應(yīng)該查看是否有事故順序記錄,因?yàn)椴榭从涗洉ο到y(tǒng)運(yùn)行的情況有更加深入的了解,能夠了解廠站數(shù)據(jù)是否正常,主站通道是否正常運(yùn)行,傳輸通道是否報(bào)警,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)是否正常工作,各裝置的運(yùn)行指示燈是否正常。只有對這些情況進(jìn)行觀察和分析,才能更好的了解故障的實(shí)際情況,初步判斷故障可能的形成原因,為接下來采取措施處理故障做好準(zhǔn)備。(2)替換:在進(jìn)行觀察分析之后,能夠?qū)收线M(jìn)行初步的判斷,如果裝置或者端口出現(xiàn)故障,可以選用備用裝置或者端口進(jìn)行替換,但是替換的裝置或者端口必須在參數(shù)和設(shè)置上和出現(xiàn)故障的相一致,這樣能夠進(jìn)一步確定故障點(diǎn),為處理故障做好準(zhǔn)備。(3)系統(tǒng)分析和分段排除:通過觀察分析之后,能夠?qū)收献龀龀醪降呐袛啵绻荒芰⒓创_定故障點(diǎn),就需要對各子系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析,從接口部位入手,分段排除故障,一步一步縮小故障的范圍,進(jìn)而能夠快速的診斷故障所在的區(qū)域。在分段排除的時候,需要借助測量和調(diào)試工具,對各區(qū)域進(jìn)行分段檢測,以達(dá)到更好的排除和檢查效果。(4)具體查找:在分段排除之后,根據(jù)相關(guān)的分析結(jié)果,對具體的故障進(jìn)行查找,找到故障所在的正確位置,以采取相應(yīng)的方法進(jìn)行處理,使系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。
5 結(jié)語
總而言之,加強(qiáng)對故障的排查和處理是保證自動化系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要條件。由于自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)行的要求比較高,在故障排查和處理過程中,不僅要按照上述的方法和程序進(jìn)行,保證故障處理工作有序進(jìn)行,還應(yīng)該加強(qiáng)對工作人員技能的培訓(xùn),不斷提高操作人員的業(yè)務(wù)技能,使他們能夠更好的對故障進(jìn)行排查和處理,保證自動化系統(tǒng)正常運(yùn)行,提高電網(wǎng)管理水平,為人們生產(chǎn)和生活的正常用電提供保證。
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中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)10-0246-01
燃料管理作為火力發(fā)電企業(yè)降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,抵御市場風(fēng)險(xiǎn)最有效的方式,是提高企業(yè)管理水平和管理質(zhì)量,降低企業(yè)燃料成本的重要環(huán)節(jié),最近幾年,隨著市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和進(jìn)步,提高火電廠燃料管理水平和工作效能就成為人們普遍關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近些年,為了進(jìn)一步提高火電廠燃料管理質(zhì)量,企業(yè)對燃料管理系統(tǒng)進(jìn)行積極地探索,大膽應(yīng)用先進(jìn)的管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)燃料管理的智能化和識別的自動化,火電廠燃料智能化管理水平進(jìn)一步提升,保證了火電廠能夠更好適應(yīng)新形式的發(fā)展。
一、火電廠燃料智能化管理系統(tǒng)構(gòu)建的重要作用分析
現(xiàn)階段,我國大部分地區(qū)的發(fā)電形式依然采用火力發(fā)電形式進(jìn)行供電,但是隨著市場競爭壓力日趨激烈,火電企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展和進(jìn)步,就需要進(jìn)一步提升供電質(zhì)量,降低企業(yè)生產(chǎn)成本。進(jìn)入新世紀(jì)以來,我國不斷對電力企業(yè)進(jìn)行深化改革,積極應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)設(shè)備,將信息技術(shù)和自動化技術(shù)有效應(yīng)用到企業(yè)燃料管理系統(tǒng)中。實(shí)現(xiàn)火電企業(yè)燃料管理的智能化和識別的自動化是企業(yè)未來發(fā)展的趨勢,并且在最近幾年的建設(shè)進(jìn)程中已經(jīng)取得了突出的成就,火電廠燃料的科學(xué)使用和管理起到很好的促進(jìn)作用,并有效的提升了企業(yè)對燃料管理的能效。而火電廠智能化管理系統(tǒng)對傳統(tǒng)火電企業(yè)管理方式帶來了極大的變革,火電廠智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對燃料使用過程中各個環(huán)節(jié)的智能化、自動化和可視化,確保各項(xiàng)操作能夠滿足相應(yīng)的技術(shù)要求,在火電廠生產(chǎn)過程中實(shí)時反映燃料利用情況,最終實(shí)現(xiàn)多燃料資源的規(guī)模化和集約化管理,切實(shí)提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和運(yùn)行質(zhì)量。
二、火電廠智能化管理系統(tǒng)構(gòu)建及自動化識別技術(shù)的應(yīng)用
1.總體設(shè)計(jì)要求
火電廠智能化管理系統(tǒng)構(gòu)建以及自動化識別技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)思想是以電廠燃料的實(shí)際需求為主要依據(jù),本著實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)原則,確保系統(tǒng)的集成、總體優(yōu)化和安全可靠,遵循實(shí)用性和先進(jìn)性相結(jié)合的原則,最大限度的降低人為因素干擾,實(shí)現(xiàn)燃料管理的智能化、自動化、規(guī)范化和科學(xué)性,并綜合應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)燃料利用全過程中的自動化和信息化以及無人值班,管理數(shù)據(jù)自動生成和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)冗^程。
2.識別系統(tǒng)
首先,汽車的車輛識別系統(tǒng)。來煤車輛入場之前應(yīng)該辦理車輛注冊手續(xù),注冊成功之后發(fā)放RFID無線射頻卡,并張貼在車輛前擋處,車輛入廠之前通過這個射頻卡能夠自動識別車輛信息,系統(tǒng)能夠自動做好車輛入廠識別記錄,同時汽車司機(jī)在入廠值班室選擇車輛編號,礦點(diǎn)和燃煤品種、重量等多種信息,系統(tǒng)彈出窗口兩次之后,判斷該車輛是否發(fā)電廠計(jì)劃容燃煤,對于符合要求的可以放行并做好登記工作,對于不符合條件的應(yīng)該禁止其進(jìn)入電廠;其次,火車自動識別系統(tǒng)。火車車輛自動化識別系統(tǒng)和汽車車輛采用的技術(shù)完全一致,通過無線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對火車車輛基本信息的識別,主要包含了火車編號和車輛重量等內(nèi)容,通過自動化識別技術(shù)能夠?qū)疖囓噹暇幪栕詣幼R別,如果發(fā)現(xiàn)不符情況,車輛會發(fā)出警報(bào),然后由相關(guān)工作人員對信息進(jìn)行最終的確認(rèn)。當(dāng)車輛信息確認(rèn)無誤之后,結(jié)合入場調(diào)度員維護(hù)火車礦點(diǎn)、各種煤種的信息,對入廠的火車進(jìn)行全面登記記錄,然后將登記的信息上傳到火電廠智能化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中,對各個入廠車輛進(jìn)行統(tǒng)一的儲存管理;最后,車輛計(jì)量后的自動化識別系統(tǒng)。在對車輛進(jìn)行稱重計(jì)量過程中,系統(tǒng)會對車輛信息進(jìn)行自動識別,并聯(lián)合外部的空氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛精準(zhǔn)停止定位,通過定位器對車輛進(jìn)行定位確定車輛是否停車到位,精確停車之后系統(tǒng)會自動計(jì)量車輛質(zhì)量,并自動生成記錄,然后將計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時上傳到火電廠智能化管理系統(tǒng)中,并通過語音提示系統(tǒng),對最后的稱重質(zhì)量進(jìn)行提示。車輛稱重完成之后,后攔車器自動抬起,系統(tǒng)會提示車輛稱重完成,接下來的就可以下衡了,電廠的顯示屏和語音系統(tǒng)會提示車輛將燃煤卸放到就某一個位置。車輛回空計(jì)量時,識別系統(tǒng)會自動對車輛編號信息進(jìn)行自動識別,記錄車輛卸貨后的重量,然后結(jié)合各種信息,計(jì)算出燃煤的凈重,并自動生成磅單,最后為后續(xù)燃料結(jié)算的依據(jù)。在對汽車進(jìn)行計(jì)量過程中,為了避免車輛出現(xiàn)作弊現(xiàn)象,汽車衡應(yīng)該采用全新的技術(shù),堅(jiān)決杜絕車輛作弊因素的影響。
3.全自動制樣
在火電廠智能化管理系統(tǒng)中,全自動制樣可以分為在線制樣和離線制樣兩種形式,其中在線制樣主要包含了采樣機(jī)、對燃煤進(jìn)行初級破碎,將破碎的燃煤送入全自動采樣機(jī),經(jīng)過第二次破碎縮分和烘干之后形成全水分煤樣、存渣煤樣和化驗(yàn)樣品,然后對上述樣品進(jìn)行封裝,并進(jìn)行全自動編碼。而離線制樣主要是針對全自動制樣機(jī)和采樣機(jī)相對位置較遠(yuǎn)的電廠,在進(jìn)行制樣過程中,主要分為氣動傳輸和汽車送樣兩種形式,其中氣動傳輸主要是利用氣動管道傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對煤樣從采樣機(jī)到制樣機(jī)的傳輸,而汽車送樣主要是利用電動驅(qū)動車輛和次級煤樣收集單環(huán)進(jìn)行有效對接,實(shí)現(xiàn)了對不同編碼的自動化選擇和運(yùn)輸。全自動制樣機(jī)在火電廠智能化管理系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾方面功能:首先,實(shí)現(xiàn)了對煤樣進(jìn)行自動稱重和質(zhì)量縮分,而火電廠智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煤樣智能化縮分的實(shí)時調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了對同等質(zhì)量的煤樣進(jìn)行精確的縮分留樣,從而有效保證了采樣的質(zhì)量和保準(zhǔn);其次,在對煤樣進(jìn)行烘干過程中主要采用了空氣鼓風(fēng)和紅外線干燥技術(shù),其適應(yīng)性更加廣泛,能夠很好的適應(yīng)不同的燃煤品種,在烘干過程中不會對煤樣的各個性質(zhì)產(chǎn)生較大影響;最后,在對煤樣進(jìn)行研過程中主要采用了在線研磨技術(shù),并采用了切割、研缽和震動三種研磨技術(shù),通過真空抽取或者濾網(wǎng)吹送等技術(shù)手段將煤樣研磨成0.2mm的顆粒,這種研磨技術(shù)手段大大提高了燃煤的過篩率,有時過篩率高達(dá)100%。
4.智能化管控系統(tǒng)
火電廠智能化管理系統(tǒng)構(gòu)建和自動化識別技術(shù)應(yīng)用采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對自動化識別系統(tǒng)煤樣輸送、管理系統(tǒng)、燃料信息、視頻門禁、化驗(yàn)室系統(tǒng)的高效集成,智能化管控系統(tǒng)能夠?qū)⑸鲜龈鱾€系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)上傳處理,能夠?qū)θ剂侠煤驮O(shè)備運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和分析。智能化管理控制系統(tǒng)主要體現(xiàn)在設(shè)備管理控制,可視化監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等幾個方面:首先,對設(shè)備進(jìn)行有效管理和控制。主要使用數(shù)字化傳感器和信息化采集系統(tǒng),將兩者進(jìn)行有效集成,能夠?qū)崿F(xiàn)將運(yùn)煤車、采樣和制樣等各個環(huán)節(jié)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督和控制,確保監(jiān)控人員能夠及時發(fā)現(xiàn)其中存在的異常情況,并通過數(shù)控設(shè)備對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和控制;其次,可視化監(jiān)控。其實(shí)做好燃料管理的一個重要環(huán)節(jié),其主要是利用攝像頭和攝像機(jī)監(jiān)理監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),這個網(wǎng)絡(luò)是由火電廠智能化管理監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時控制;最后,數(shù)據(jù)分析。這方面功能的發(fā)揮主要依賴于整個系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性,主要應(yīng)用在電廠車輛調(diào)度等方面,其主要通過設(shè)計(jì)好的模型開展數(shù)據(jù)分析,將采集的信息以數(shù)據(jù)形式傳輸?shù)较鄳?yīng)的程序之中,然后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動化分析,最終形成相應(yīng)的建議和對策。
5.火電廠智能化管理信息系統(tǒng)
火電廠智能化管理信息系統(tǒng)是整個智能化管理系統(tǒng)的信息源和數(shù)據(jù)庫,也是整個系統(tǒng)的信息中心。信息系統(tǒng)作為系統(tǒng)中一種十分重要的儲存空間,將火電廠生產(chǎn)過程中的各種信息儲存其中,然后通過數(shù)據(jù)分析,對企業(yè)燃料生產(chǎn)成本,消耗成本,經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行核算,從而為企業(yè)制定科學(xué)發(fā)展對策提供信息支撐。
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中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2008)19-30058-02
Generate-Electricity-Plan Module in Power Market Operation System Based on J2EE
DING Jie
(Software Engineering College, Southeast University, Nanjing 210000, China)
Abstract: In this paper I recommend Power Market in China, the import of Power Market Operation System and its hardware and software. The main content and the key technique of Generate-Electricity-Plan Module are analyzed. A high applicability module which can support all kinds of requirements is designed.
Key words: Power Market Operation System; J2EE; SWING; C/S
隨著我國電力供需矛盾的逐步緩和,按照“完善省級市場、發(fā)展區(qū)域市場、培育國家市場”的方針,引入市場競爭機(jī)制,規(guī)范市場秩序,提高運(yùn)營效率,加快建設(shè)結(jié)構(gòu)合理、公平競爭、開放有序的三級電力市場體系,促進(jìn)資源優(yōu)化配置和電力自身的發(fā)展,已成為當(dāng)前我國電力市場改革的必然選擇。
2006年,國家電網(wǎng)電力交易中心和各網(wǎng)省電力交易中心相繼成立,三級電力市場體系建設(shè)已正式啟動。由于三級電力市場體系是一個全新的事物,與以往的電力市場相比,對電力市場理論水平、技術(shù)實(shí)現(xiàn)及工程實(shí)施提出了前所未有的要求。因此,為配合適合國情的統(tǒng)一開放的電力市場體系建設(shè),開發(fā)適應(yīng)于三級電力市場體系要求的交易應(yīng)用平臺,支持各級電力市場的協(xié)調(diào)運(yùn)作,具有非常迫切的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
綜觀各國電力市場的改革之路,對于英國、澳大利亞等國,由于國家較小,且電力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較強(qiáng),都采用全國統(tǒng)一的電力市場,而并未建立分層分區(qū)的多級電力市場體系。雖然美國有多個電力市場存在,但從本質(zhì)上看,美國電力市場體系與我國三級電力市場體系并不相同。我國電力市場改革經(jīng)歷了省級電力市場試點(diǎn)和區(qū)域電力市場改革階段,但都是單層電力市場。因此,國內(nèi)外的研究與實(shí)踐對我國三級電力市場體系下的電力市場交易應(yīng)用平臺研究與系統(tǒng)開發(fā),沒有直接照搬的理論,也沒有直接可引入的系統(tǒng),而必須由國內(nèi)自主開發(fā)。
目前國內(nèi)的電力市場交易運(yùn)營系統(tǒng)主要有電科院和國電南瑞兩家單位研發(fā)。電科院開發(fā)的系統(tǒng)是基于B/S結(jié)構(gòu)(Browser/Server結(jié)構(gòu))即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)下,用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闉g覽器已成為windows等操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置,B/S結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要安裝專門的桌面應(yīng)用客戶端軟件,所以客戶端維護(hù)方便。其缺點(diǎn)是軟件功能上受瀏覽器的制約,一些超越了瀏覽器可以支持的功能要求,瀏覽器無法直接實(shí)現(xiàn),如電力系統(tǒng)常見的負(fù)荷曲線、電氣接線圖顯示等功能。這種情況就需要通過安裝插件的方式來彌補(bǔ)瀏覽器的不足,在J2EE的運(yùn)行環(huán)境里,通常需要安裝jre插件,然后用applet的方式來實(shí)現(xiàn)這些功能需求。
國電南瑞開發(fā)的系統(tǒng)采用B/S 和C/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)。C/S結(jié)構(gòu)即客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),在客戶機(jī)上運(yùn)行的是基于客戶機(jī)客戶端桌面應(yīng)用程序。與B/S結(jié)構(gòu)的一個顯著區(qū)別是客戶端桌面應(yīng)用程序在功能實(shí)現(xiàn)不受瀏覽器的制約,相比之下,有更強(qiáng)的界面展現(xiàn)能力。另外一個特點(diǎn)是客戶端程序,它不僅僅是系統(tǒng)的輸入輸出界面,同時可以方便地實(shí)現(xiàn)如數(shù)據(jù)的本地備份、本地備份數(shù)據(jù)的導(dǎo)入等數(shù)據(jù)管理功能,這樣就可以在很大的程度上方便用戶的操作、減輕用戶的勞動程度。對于人機(jī)交互有較高要求情況下適合于采用這種方式,在電力系統(tǒng)的專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的自動化系統(tǒng)的人機(jī)界面通常都是采用這種模式,典型的有實(shí)時監(jiān)控、負(fù)荷預(yù)測、計(jì)劃編制等。C/S結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是需要客戶機(jī)在安裝上專門的客戶端程序,這個缺點(diǎn)可以通過Web下載、人工安裝、自動升級等辦法來改善。
系統(tǒng)采用B/S 和C/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu),主要的出發(fā)點(diǎn)是結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn),B/S結(jié)構(gòu)可以用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)申報(bào)和信息等功能,C/S可以很好地滿足電力市場運(yùn)營系統(tǒng)中與電力系統(tǒng)的專業(yè)應(yīng)用有著密切關(guān)系的應(yīng)用程序?qū)τ谌藱C(jī)界面的需求。
2 研究基礎(chǔ)
電力市場運(yùn)營系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由交易中心主站系統(tǒng)、市場成員終端(系統(tǒng))、以及電力市場運(yùn)營系統(tǒng)與“SG186”一體化平臺接口組成。
2.1 硬件組成
采用企業(yè)級以上數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,支持集群、RAID等技術(shù)特性,關(guān)鍵設(shè)備采用冗余配置。備份軟件與設(shè)備安全可靠,使用方便,能夠自動執(zhí)行備份策略。
采用企業(yè)級應(yīng)用服務(wù)器,具有良好的可靠性和靈活的可擴(kuò)展性,CPU、內(nèi)存等可因系統(tǒng)性能的需要而進(jìn)行擴(kuò)充。
客戶工作站采用高性能PC工作站。
遵循電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案,根據(jù)需要選擇交換機(jī)、路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。達(dá)到保證網(wǎng)絡(luò)安全通暢,符合系統(tǒng)運(yùn)行的總體目標(biāo)要求。對內(nèi)符合安全可靠高速局域網(wǎng)的要求,對外滿足Web網(wǎng)站響應(yīng)速度指標(biāo)的要求和具備抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力。
2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境主要包括服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器、接口服務(wù)器和客戶端。在物理上,系統(tǒng)可部署在多臺服務(wù)器上,相同作用的服務(wù)器可以根據(jù)需要采用雙機(jī)備份的模式提高可靠性。
電力市場運(yùn)營系統(tǒng)的服務(wù)器部署在省公司信息網(wǎng)的核心服務(wù)器區(qū),省公司內(nèi)部客戶端通過信息網(wǎng)以http的方式訪問部署在應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器上的相關(guān)服務(wù)。對暫時不能接入電力交易數(shù)據(jù)網(wǎng)的市場成員,應(yīng)采用虛擬專用網(wǎng)(VPN)接入,滿足業(yè)務(wù)需要。電話撥號作為一種備用手段。同時進(jìn)行訪問限制,電廠的用戶終端只能訪問用于數(shù)據(jù)申報(bào)和信息下載的Web服務(wù)器。
2.3 軟件結(jié)構(gòu)
電力市場交易運(yùn)營系統(tǒng)采用三層架構(gòu)體系。用于支撐交易中心業(yè)務(wù)的應(yīng)用軟件層構(gòu)筑在專用技術(shù)支撐平臺和通用技術(shù)支撐平臺之上,通過標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)和門戶系統(tǒng)接口。(系統(tǒng)總架構(gòu)見圖1)
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圖1 電力市場交易運(yùn)營系統(tǒng)總體架構(gòu)
1)通用技術(shù)平臺提供硬件級和操作系統(tǒng)級的支撐。硬件平臺以高可靠和高可維護(hù)性的企業(yè)級服務(wù)器構(gòu)建。此方案能夠在保證系統(tǒng)高性能和高可靠的前提下,提供高度靈活的配置方案,并顯著降低使用和維護(hù)費(fèi)用。
2)應(yīng)用軟件部分提供電力市場運(yùn)營業(yè)務(wù)所需的全部功能。包括:數(shù)據(jù)申報(bào)、合同管理、交易管理、信息、市場預(yù)測、市場分析、市場監(jiān)視、綜合管理和系統(tǒng)管理服務(wù)等。
3)架構(gòu)圖中黃色標(biāo)出部分即為發(fā)電計(jì)劃編制開發(fā)模塊。各類交易計(jì)劃的編制,在滿足電力市場交易規(guī)則的同時,還應(yīng)滿足電網(wǎng)的安全要求。除去專用技術(shù)及通用技術(shù)支撐,也需要來自同級其他功能模塊技術(shù)數(shù)據(jù)的支持。
3 主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)
3.1 主要內(nèi)容
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圖2 計(jì)劃編制流程圖
首先通過負(fù)荷預(yù)測取得本省統(tǒng)調(diào)用電量,然后扣除固定受電計(jì)劃、資源可再生類競價(jià)單元電量計(jì)劃以及預(yù)留的調(diào)試電量,得到火電發(fā)電空間;然后根據(jù)火電競價(jià)單元實(shí)際完成基數(shù)電量、火電發(fā)點(diǎn)空間和年度總基數(shù)電量計(jì)劃計(jì)算出等進(jìn)度系數(shù);火電競價(jià)單元的根據(jù)自己的年度基數(shù)電量計(jì)劃和等進(jìn)度系數(shù),計(jì)算出基數(shù)電量的發(fā)電計(jì)劃。根據(jù)各競價(jià)單元的檢修計(jì)劃、平均負(fù)荷率、平均故障率計(jì)算出發(fā)電量限額,發(fā)電量限額扣除發(fā)電權(quán)和外送電交易電量后,對前面算出的基數(shù)電量計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,新增出來的發(fā)點(diǎn)空間由其余未超出限額的競價(jià)單元迭代分配;最終發(fā)電量計(jì)劃為考慮限額的基數(shù)電量與交易電量的疊加。
3.2 關(guān)鍵技術(shù)
3.2.1 Web Services技術(shù)以及xml文件的解析(下轉(zhuǎn)第62頁)
(上接第59頁)
計(jì)劃及其相關(guān)功能模塊的基本數(shù)據(jù)有相當(dāng)部分是由所處網(wǎng)絡(luò)不一的省網(wǎng)公司下屬單位提供,這就需要有數(shù)據(jù)的橫向交換。本課題使用Web Services技術(shù)以xml字符流的形式傳送。Web Services 就是一個應(yīng)用程序,它向外界暴露出一個能夠通過Web進(jìn)行調(diào)用的API。在本地利用配置xml,wsdl文件建立客戶端程序通過Web來調(diào)用這個應(yīng)用程序,得到所需數(shù)據(jù)的xml后運(yùn)用DOM(Document Object Model)以及java特有的反射機(jī)制動態(tài)解析xml文件,并將數(shù)據(jù)動態(tài)存儲至數(shù)據(jù)庫相應(yīng)表中。
3.2.2 實(shí)現(xiàn)可以靈活配置的算法設(shè)計(jì)
通過平臺化工具定制計(jì)劃編制依據(jù)、過程和目標(biāo)模板,實(shí)現(xiàn)不同市場、不同類型的計(jì)劃編制。根據(jù)理論研究和現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),首次提出將計(jì)劃編制劃分計(jì)劃模板定制和計(jì)劃編制兩部分。計(jì)劃模板定義部分能夠自定義計(jì)劃編制的所有數(shù)據(jù)源、計(jì)劃編制業(yè)務(wù)邏輯,將計(jì)劃編制規(guī)則公式化。能夠考慮系統(tǒng)負(fù)荷需求、設(shè)備檢修、電網(wǎng)受阻、節(jié)能減排、進(jìn)度適當(dāng)?shù)榷喾N優(yōu)化目標(biāo)。計(jì)劃編制能夠從整體最優(yōu)出發(fā),考慮多個計(jì)劃周期。此外,計(jì)劃編制支持發(fā)電、購電等多種計(jì)劃口徑,計(jì)劃編制和合同、交易有機(jī)協(xié)調(diào)。通過計(jì)劃模板定義,能夠在無編碼的情況下同時支持多種計(jì)劃編制原則,適應(yīng)不同市場的個性需求。計(jì)劃編制時則只需選擇計(jì)劃編制模板和計(jì)劃編制時間,自動形成發(fā)電計(jì)劃。
3.2.3 以用戶要求的報(bào)表形式展現(xiàn)結(jié)果
由于系統(tǒng)框架自帶的報(bào)表制作工具操作比較復(fù)雜,不利于格式多變的計(jì)劃編制展示。所以利用第三方j(luò)ar包Formula One提供的報(bào)表制作插件,直接將計(jì)劃編制的結(jié)果以excel表格的形式展現(xiàn),以替代原有的以Swing中JTable組件的展現(xiàn)形式。并提供excel文件下載。以最直觀,用戶最容易接受的方法來完成計(jì)劃的編制。
4 高適用實(shí)現(xiàn)
正如所有的軟件開發(fā)所遇到的問題一樣,計(jì)劃編制模塊的需求也是不斷變化的。這不僅僅是隨時間的推移出現(xiàn)新的要求,還有因?yàn)楦鱾€地區(qū)不同的計(jì)劃編制習(xí)慣差異造成的不同。這必將導(dǎo)致系統(tǒng)計(jì)劃編制模塊版本模式差別越來越大,既要花費(fèi)大量人力開發(fā)滿足不同需求,又使得將來系統(tǒng)維護(hù)變得更加繁瑣。于是本系統(tǒng)在次功能模塊上力求在總結(jié)提煉各個地區(qū)通用計(jì)劃編制方法流程,充分體現(xiàn)出參數(shù),算式的靈活性的基礎(chǔ)上,解決上述實(shí)際問題。
實(shí)際模塊將所有參數(shù)分為函數(shù)(Function),變量(Variant),參數(shù)(Parameter)三個類型,提供相應(yīng)的class支持其實(shí)現(xiàn)功能。在用戶界面上提供工具方法供用戶自由選擇參數(shù)自定義算法算式。對算式字符串進(jìn)行解析并最終生成計(jì)算模塊,由此計(jì)算得計(jì)劃編制所需數(shù)據(jù)并展現(xiàn)出來。根據(jù)業(yè)務(wù)不同動態(tài)呈現(xiàn)不同的人機(jī)界面,選擇不同算法。運(yùn)用java的反射技術(shù),在同一個數(shù)據(jù)模型里實(shí)現(xiàn)多態(tài),靈活的對界面中的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,實(shí)現(xiàn)呈現(xiàn)界面的可配置。
5 結(jié)束語
根據(jù)國家電力體制改革目標(biāo)和國家電網(wǎng)公司的電力發(fā)展規(guī)劃要求,適合國情的統(tǒng)一開放電力市場體系建設(shè)已經(jīng)到來。三級電力市場交易應(yīng)用平臺研究成果將對我國三級電力市場的交易運(yùn)營、仿真培訓(xùn)、分析評估與輔助決策等電力市場應(yīng)用建設(shè)具有十分重要的理論價(jià)值和指導(dǎo)作用。開發(fā)的原型系統(tǒng)將可直接應(yīng)用到包括國家、區(qū)域和省等各級電力交易中心,用于電力市場交易運(yùn)營,并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
發(fā)電計(jì)劃編制模塊作為整個電力市場交易運(yùn)營系統(tǒng)不可缺少的重要部分,其實(shí)現(xiàn)結(jié)果的好壞也直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的運(yùn)作。本文以C/S架構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的計(jì)劃編制模塊能夠很好地滿足多種開發(fā)需求,其中對于高適應(yīng)性模塊的設(shè)計(jì)思想同樣也可用于其他類似軟件系統(tǒng)的功能模塊。
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中圖分類號:TM711 文章編號:1009-2374(2016)34-0166-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.081
在很長的時期中,需求側(cè)對于平衡電力供需和改善系統(tǒng)運(yùn)作的主動作用沒有得到重視,在市場中始終是價(jià)格被動接受者的位置,而真正引起關(guān)注的則是因?yàn)殡娏κ袌鑫C(jī)而導(dǎo)致電力市場發(fā)展問題暴露,對需求側(cè)的作用才開始關(guān)注。
1 電力系統(tǒng)發(fā)展階段
1.1 市場化改革推進(jìn)
全球中的很多國家對電力市場做深入改革,將傳統(tǒng)的電力市場運(yùn)行方式進(jìn)行全面改革,使電力市場以開放式模式進(jìn)行運(yùn)作,因此帶來了需求側(cè)和供給側(cè)相結(jié)合的理念來達(dá)到供需關(guān)系的平衡。市場化程度的加深在很大程度上充實(shí)了電力交易方式,并且使市場交易機(jī)制更加靈活多變,這對于需求側(cè)來說提供了很多的可能性。在國內(nèi)很多大城市中推行的峰谷電價(jià),就是客戶可以依據(jù)自身用電情況來進(jìn)行選擇,而對一些在高峰期自愿中斷負(fù)荷的企業(yè)可以給予一些獎勵。
1.2 智能電網(wǎng)的建設(shè)
需求側(cè)的成本、效益和自動化程度決定了在電力系統(tǒng)中所起到的作用,智能電網(wǎng)是當(dāng)前電力系統(tǒng)中非常重要的科技創(chuàng)新發(fā)展,所以要大力地對其技術(shù)進(jìn)行發(fā)展。智能電網(wǎng)的發(fā)展提供了將高級計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施和能量管理系統(tǒng)結(jié)合的雙向通信設(shè)施和雙向電力傳輸技術(shù),最大的優(yōu)勢就是將信息不對稱而產(chǎn)生的成本進(jìn)行了有效的降低,不但有效地改善了市場透明程度,還穩(wěn)定了電力行業(yè)的良性競爭方向。
1.3 可再生能源的發(fā)展
化石能源儲備量越來越少,這樣風(fēng)電可再生能源的開發(fā)力度會大大提升,但隨之而來的就是發(fā)電側(cè)的不確定會提升。若僅僅利用發(fā)電側(cè)來對系統(tǒng)的安全進(jìn)行負(fù)責(zé),則在經(jīng)濟(jì)性能上表現(xiàn)效果相對較差,因此主動追蹤電力供給對于大規(guī)模再生能源網(wǎng)來說是非常可靠的安全運(yùn)作基礎(chǔ)。在使用可再生能源的同時,不可避免地要增加分布式電源數(shù)量,所以普通的用戶可以通過屋頂光伏發(fā)電等方式來獲得電能,改變原來電能購買使用者的身份,在達(dá)到自身使用電能標(biāo)準(zhǔn)的同時還能將剩余電量儲存下來。與此同時也可以和電網(wǎng)簽訂合同,這樣在得到低廉的購電費(fèi)用等優(yōu)惠的同時還能對價(jià)格波動進(jìn)行一定的控制,對于跨時空交易來說十分有利。
供需互動由此而產(chǎn)生,主要指的是電力系統(tǒng)中各個方向利用市場或是服從系統(tǒng)調(diào)度來明確和調(diào)整用電和發(fā)電的方式,這其中還有電能、信息和交易的互動。供需互動可以對雙方之間的資源做調(diào)整和協(xié)商,以此使用最低的成本來維護(hù)系統(tǒng)的安全性,確保其經(jīng)濟(jì)運(yùn)作的正常化,這樣不僅能將資源進(jìn)行合理使用,還維持了競爭的公平性,保證了電力市場中的合理性。
2 供需互動的實(shí)現(xiàn)形式
2.1 互動形式的種類
供需單側(cè)各方之間的互動形式,包含了供給側(cè)方的發(fā)電權(quán)交易和需求側(cè)方的用電權(quán)交易,但是確保發(fā)電和用電權(quán)交易的正常化進(jìn)行,就需要保證電力的供給是不間斷的,即便是電能出現(xiàn)短缺的情況下這種交易也可以順利開展,在供需內(nèi)部中通過交易來控制供需關(guān)系,目的就是達(dá)到最合理的資源配置。
供需兩側(cè)各方之間的互動形式,依據(jù)各種形式之下需求側(cè)參與和影響市場的程度之間的差別,分別是需求響應(yīng)、需求側(cè)競價(jià)等內(nèi)容。需求響應(yīng)是市場利用價(jià)格信號和激勵方式,通過需求彈性來控制用戶的電力消費(fèi)模式,以便可以有效地減少供需互動形式所產(chǎn)生的成本。而在需求側(cè)競價(jià)中電力需求側(cè)既是價(jià)格接受者,更是市場中的參與者,可以和供給側(cè)來共同參與競爭中,控制和影響價(jià)格形成。負(fù)荷調(diào)度可以表現(xiàn)出部分負(fù)荷靈活可調(diào)性,主動地參與到系統(tǒng)的運(yùn)作過程中,這樣可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和整體資源的合理配置。在具有分布式電源的調(diào)度情況下,電力用戶要掌握屋頂光伏、小型風(fēng)機(jī)等發(fā)電設(shè)施,變?yōu)楫a(chǎn)銷合一者,對用電和發(fā)電做合理的調(diào)配。除此之外,聚合不同容量的分布式電源,在市場競爭中還具有非常大的優(yōu)勢。
2.2 發(fā)電權(quán)交易
發(fā)電權(quán)交易是指發(fā)電商通過在市場中進(jìn)行競爭從而得到發(fā)電許可份額,并且以市場規(guī)則為基礎(chǔ)而從事交易。水火互濟(jì)的生產(chǎn)方式會是電力系統(tǒng)長時間優(yōu)化調(diào)度的基礎(chǔ),但是可再生能源的發(fā)展日漸壯大,使得風(fēng)火置換交易對火電運(yùn)行成本進(jìn)行了有效的降低,這樣也減少了碳排放量。在國內(nèi),煤電發(fā)電量在整體裝機(jī)容量中還具有很高的比重,而因?yàn)閲鴥?nèi)電源結(jié)構(gòu)的不完善導(dǎo)致可再生能源和負(fù)荷中心分布不合理,所以要利用發(fā)電權(quán)交易來解決這種情況,但是國內(nèi)發(fā)電權(quán)交易市場程度較低,靈活調(diào)整機(jī)制所具有的優(yōu)勢沒有充分地表現(xiàn)出來。
2.3 用電權(quán)交易
用電權(quán)交易則是指電力用戶依據(jù)自身的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)規(guī)則來對用電權(quán)做交易,實(shí)現(xiàn)電能使用在用戶之間的自行調(diào)整,通常而言具有單位耗能從高到底,以及由少至多的方向性。用電權(quán)交易下開展電力用戶互惠是最為合適的方式,帶動了用電的有序性,利用市場來對資源做合理配置就可以有效地對需求側(cè)市場進(jìn)行完善。用電權(quán)交易也是需求響應(yīng)、負(fù)荷調(diào)度的一種市場化方式,通過對峰荷的調(diào)節(jié)來維持電力平和,確保了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。最近幾年對能源開發(fā)力度的加強(qiáng),對于當(dāng)前電力供需緊張形勢而言不得不說起到了很好的緩解作用,但不可否認(rèn)的是其中還存在著時效性、時段性等缺電情況,綜合來看國內(nèi)電力市場化程度并不高,這樣導(dǎo)致了用電權(quán)交易單純的存在于需求側(cè)內(nèi)部中,沒有完全地發(fā)揮出其應(yīng)用性。
2.4 需求響應(yīng)
需求響應(yīng)存在于市場中,是參與其中的用戶因?yàn)閮r(jià)格信號產(chǎn)生的反應(yīng)或是其中的一些激勵制度而做出反應(yīng),對電力消費(fèi)模式的一種改變。需求響應(yīng)將需求側(cè)的安全穩(wěn)定性充分的表現(xiàn)出來,需求響應(yīng)一方面是關(guān)于價(jià)格的需求響應(yīng);另一方面是關(guān)于激勵的需求響應(yīng)。前者的需求響應(yīng)指的是用戶在根據(jù)電價(jià)的浮動來做調(diào)整,最終實(shí)現(xiàn)降低電費(fèi)的目的,而后者則指的是用戶通過削減負(fù)荷或是截?cái)嘤秒姷确绞絹慝@得一定的獎勵,無論是那種需求響應(yīng)都可以進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)展。需求響應(yīng)同時也是虛擬資源,在進(jìn)行交易的同時對各方面項(xiàng)目的開展能夠進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),以此來獲得實(shí)際的利益。
但是國內(nèi)對于需求響應(yīng)項(xiàng)目的開展并不完善,一些大型城市雖然已經(jīng)開始了分時電價(jià)等模式,但是這種情況并不多見,而從發(fā)達(dá)國家來看,需求響應(yīng)對于系統(tǒng)短期容量缺失情況可以起到有效的調(diào)節(jié)作用,并且對于高峰電價(jià)、電價(jià)波動風(fēng)險(xiǎn)等風(fēng)險(xiǎn)也能有效的避免,因此同樣也可以在國內(nèi)進(jìn)行推廣。
2.5 需求側(cè)競價(jià)
需求側(cè)競價(jià)是一種主動競爭,用戶能夠根據(jù)自身需求來做自我調(diào)節(jié),通過競價(jià)來融入市場運(yùn)作中,同時可以收獲到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益,而實(shí)行的機(jī)制主要分為兩種:一種是雙邊合同交易;另一種是參與市場競標(biāo)。
雙邊合同交易指的是需求側(cè)必須參與到市場議價(jià)中,使得市場格局中出現(xiàn)多方代表參與其中的形勢,以便可以對電力供需和電價(jià)體系做科學(xué)化調(diào)節(jié)和控制,對電力交易方式做好風(fēng)險(xiǎn)管理,形成全面互動職能電網(wǎng)獨(dú)有的特征。考慮到實(shí)際的成本,一般情況下是用電量可以達(dá)到一定程度,需求量非常大的客戶才能和發(fā)電商做電能交易。輸配電定價(jià)模式所包含的種類主要有三類,它們分別是單一電量定價(jià)、單一容量定價(jià)和兩部制電價(jià),并且根據(jù)輸配電固定成本、網(wǎng)絡(luò)損耗等內(nèi)容來做分配。需求側(cè)可以把整個需求參與到市場競爭中,可以提供需求側(cè)競價(jià)曲線,同時也可以參與內(nèi)容豐富的需求變量市場競爭中。
3 供需互動的市場特性
3.1 供求機(jī)制
因?yàn)殡娏Y源沒有辦法大規(guī)模經(jīng)濟(jì)儲存,之前的電力市場就沒有辦法像其他商品那樣利用倉庫來進(jìn)行儲存,以便可以及時地投入到市場中來解決供求平衡的問題。因?yàn)槭袌鍪且凿N定產(chǎn),所以只能不斷進(jìn)行擴(kuò)建、升級輸電設(shè)施,加大投資力度來能保證逐漸增長的電力需求。但是其中也存在著一些問題,例如大范圍缺電、系統(tǒng)可靠性降低等問題。而在供需互動的電力市場中,達(dá)到供需平衡的方式有很多種,不會局限在一條渠道上。需求側(cè)要簽訂合同就要對電力需求做時空調(diào)整等多種方式來對市場供需做調(diào)節(jié),配合供給側(cè)供需問題來對資源做合理的配置。
3.2 價(jià)格機(jī)制
價(jià)格機(jī)制是市場機(jī)制的中心,可以充分地體現(xiàn)出市場中需求側(cè)和供給側(cè)之間的影響,而國內(nèi)的電價(jià)主要包含了上網(wǎng)電價(jià)、輸配電價(jià)和銷售電價(jià)。在沒有供需互動的電力市場中,電價(jià)機(jī)制的波動較大并且存在著不合理性。發(fā)電商為了利益而采用持留發(fā)電容量等方式來提高市場電價(jià),尤其是在需求側(cè)本身沒有一個良好的價(jià)格彈性的形勢下。除此之外,因?yàn)橐凿N定產(chǎn)的市場特性使得風(fēng)水季節(jié)棄水情況時有發(fā)生,并且因?yàn)樨?fù)荷水平頻繁變化而帶來了經(jīng)濟(jì)損失,電價(jià)持續(xù)的下降,甚至出現(xiàn)負(fù)電價(jià),將市場中的風(fēng)險(xiǎn)提升。
3.3 促進(jìn)市場改革
電力系統(tǒng)的供需互動對于價(jià)格來說,是一種反饋方式,能將價(jià)格的形成和變化具體的表現(xiàn)出來,這同時也可以看出市場配置所具有的優(yōu)勢,具有高效的用電負(fù)荷,不僅將供需關(guān)系管理協(xié)調(diào),還能預(yù)測未來走勢,充分地體現(xiàn)出了供需互動對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)作和市場公平合理發(fā)展的重要意義。和很多已經(jīng)具有供需互動項(xiàng)目的發(fā)達(dá)國家相比,國內(nèi)的發(fā)展時間較短,但是不可否認(rèn)的是其潛力十分巨大。在新形勢環(huán)境中要在電價(jià)形成機(jī)制中逐步健全用戶端購電的開放,不斷挖掘大用戶購電能力,還要擴(kuò)大分布式再生能源網(wǎng)范圍,真正地發(fā)揮出價(jià)格信號在調(diào)節(jié)供需關(guān)系中的效果。還可以進(jìn)行有序的需求響應(yīng)項(xiàng)目,健全再生能源電價(jià)和獎勵機(jī)制,這樣利用技術(shù)手段來提升能源使用效率。
4 結(jié)語
新形勢下電力系統(tǒng)中供需互動方面是電力市場化的改革,對電力系統(tǒng)也是一個完善和創(chuàng)新的過程,提升了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。而國內(nèi)電力市場化的不斷發(fā)展對供需互動形式也是一種雙向的選擇,希望可以降低電力市場中的風(fēng)險(xiǎn),為電力系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展提供基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 王錫凡,肖云鵬,王秀麗.新形勢下電力系統(tǒng)供需互動問題研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,(29).
【關(guān)鍵詞】電氣自動化工程 控制系統(tǒng) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀
科技的進(jìn)步以及社會的發(fā)展,使得科學(xué)技術(shù)在我國的很多方面都得到了較為廣泛的應(yīng)用,并且在相應(yīng)的領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用,機(jī)械的自動化、智能化、技術(shù)化等深刻的影響著相關(guān)領(lǐng)域的機(jī)械的使用以及創(chuàng)新。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國的電氣系統(tǒng)已經(jīng)取得了一定的成績,能夠比較穩(wěn)定供給電能,但是與國際上電力系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)的國家相比,我國電力系統(tǒng)的技術(shù)以及實(shí)踐都還存在較多的問題,當(dāng)然這也意味著我國在這方面還有很大的提升空間。市場經(jīng)濟(jì)的實(shí)行,在一定程度上迫使相關(guān)企業(yè)提高自動化工程控制系統(tǒng)的技術(shù),迫使他們聘請專業(yè)人士突破創(chuàng)新,相關(guān)電力系統(tǒng)公司在激烈的行業(yè)中不斷掙扎,共同促成了如今的電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀,如圖1。
1.1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的信息集成化
信息技術(shù)在電氣系統(tǒng)的運(yùn)用是多方面的,主要體現(xiàn)在:一方面信息技術(shù)管理系統(tǒng)的提升,企業(yè)的相關(guān)部門使用特殊的瀏覽器對所有的部門進(jìn)行監(jiān)督、對重要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存取,及時獲得所有的有關(guān)企業(yè)的一切信息,為企業(yè)制定相關(guān)決策提供參考;另一方面信息技術(shù)促進(jìn)相關(guān)電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)等的實(shí)踐擴(kuò)展,隨著越來越細(xì)小的技術(shù)、微處理技術(shù)等出世,明確的機(jī)械設(shè)備逐漸變的模糊了,同時與之相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析、動態(tài)理論分析相關(guān)的信息處理技術(shù)變得越來越重要。
1.2 Windows NT以及IE的穩(wěn)定地位
在自動化的領(lǐng)域,其主流已經(jīng)成為人機(jī)的控制界面,如今個人電腦(PC)控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足基本上所有人的需求,這導(dǎo)致PC系統(tǒng)被大多數(shù)人接受與使用,而如今Windows NT和IE在PC系統(tǒng)中相當(dāng)普遍并且穩(wěn)定,同時電氣自動化工程控制系統(tǒng)采用統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的Windows和IE將會是控制系統(tǒng)的工作更加順利的推行。
1.3 電氣自動化工程分布式控制系統(tǒng)
由于越來越多的企業(yè)使用DCS系統(tǒng),這就使得DCS系統(tǒng)的毛病逐漸的暴露出來,當(dāng)然這與DCS系統(tǒng)自身的屬性有很大的關(guān)系:可靠性低、維修比較苦難、缺乏互換性、高昂的使用價(jià)格等等。在信息化時代這樣的系統(tǒng)顯然不滿足電氣系統(tǒng)的使用要求,知識電氣自動化工程分布式控制系統(tǒng)的問世與發(fā)展。
1.4 集中監(jiān)控的方式進(jìn)行控制系統(tǒng)
雖然集中監(jiān)控的方式目前被普遍運(yùn)用,但是其卻存在很大的問題,首先,集中監(jiān)控必須要處理大量的信息,這樣在很大程度上會導(dǎo)致主機(jī)的運(yùn)行速度減緩,降低工作效率;其次集中監(jiān)控就意味著必須鋪設(shè)相關(guān)的電纜線等設(shè)備,數(shù)量過多對系統(tǒng)的可靠性會造成一定的影響;最后如果在整個過程中存在反復(fù)接線的情況,還會不同程度的嚴(yán)重的增加工作的難度;
2 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
2.1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)
隨著電氣自動化系統(tǒng)的市場化,越來越多的電力企業(yè)會逐漸失去特殊照顧,要想在激烈的競爭中獲勝,唯有以質(zhì)量論英雄,唯有以供電的穩(wěn)定性獲得消費(fèi)者,當(dāng)然也必須盡一切可能提高效率。然而要實(shí)現(xiàn)這些都必須技術(shù),而技術(shù)的突破必須依賴于創(chuàng)新,或許從在較短的時間內(nèi),在現(xiàn)有體制下,相關(guān)電力企業(yè)還能得到國家的特殊照顧,但是從長遠(yuǎn)來看,要想在市場上獲得一席之地,必須做好技術(shù)創(chuàng)新的工作,唯一創(chuàng)新才是企業(yè)長期存在于發(fā)展的根本保障。
2.2 統(tǒng)一化的電氣自動化工程系統(tǒng)
統(tǒng)一化電氣系統(tǒng)能夠有效的節(jié)省時間、縮短產(chǎn)品的周期、推進(jìn)產(chǎn)品的測試與推行、有利于電力系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù),總而言之,這么做能夠有效地節(jié)省時間與資金,即間接地提高了效率。另外,統(tǒng)一化的電氣自動化系統(tǒng)有利于不同人員之間交流,如果出現(xiàn)突況,從別的企業(yè)調(diào)過來的工作人員能夠立刻投入工作中去。
2.3 電氣自動化工程系統(tǒng)的市場化
在現(xiàn)有的體制下,國家對國企保護(hù)比較嚴(yán)重,很多電力系統(tǒng)公司都不需要做任何努力就能得到消費(fèi)者,同時其服務(wù)態(tài)度不端正;同時另一邊,部分有實(shí)力的民企或者私企由于相關(guān)法律的規(guī)定,無法進(jìn)入到供電行業(yè)中去,這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)的配電效率相對比較低下,同時消費(fèi)者對目前的電力系統(tǒng)滿意度還不高,未來電氣自動化工程系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是市場化,因?yàn)槭袌龌碌钠髽I(yè)必須以質(zhì)量與價(jià)格為基礎(chǔ),國家對特別企業(yè)的保護(hù)比較少。實(shí)行電氣自動化工程系統(tǒng)的市場化,能夠有效的提高電力系統(tǒng)的供電效率。
2.4 電氣自動化工程以及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)將會更加安全
如今,電力系統(tǒng)偶爾會有安全事故,安全事故一旦發(fā)生,都將會給所屬的電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失以及悲痛的人員上網(wǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的提高,在往后的電力系統(tǒng)自動控制中,將會有更多的科學(xué)技術(shù)被投入到研究與使用中,這不僅能提高電氣自動化工程的實(shí)踐效率,而且還能大大降低安全事故發(fā)生的概率,也就是大大的提高了電氣自動化工程及產(chǎn)品,在很大程度上提高了消費(fèi)者以及工作人員的安全保障性能。
3 結(jié)語
電氣自動化工程控制系統(tǒng)的研究關(guān)系著我國的電力系統(tǒng),不可否認(rèn)我們已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域取得巨大的成就,但是我們也必須承認(rèn)在很多方面都還有不足,相關(guān)研究人員應(yīng)該加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),完善自身知識體系,為我國的電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展與完善貢獻(xiàn)自己的力量。
參考文獻(xiàn)